2. 10
ČeskoslovenskÁ sucIALISTICKÁ REPUBLIKA
- or A D P R o PAT E N r y A
Třída 42 /25 · Vydáno 15. srpna ::: Vyloženo 15. února 1961
PATENTNÍ SPIs č.
100554
Právo k využití vynálezu přísluší státu podle 3 odst. 6 zák. . 34/1957 Sb.
Inž. JURIJ KARPINSKÝ, PRAHA
Způsob registrace časových průběhů
Přihlášeno 12. ledna 1960 (Fv 223-60) Platnost patentu od 12. ledna
1960
Běžnou technickou úlohou je registrace časově proměnné veličiny. Podle okolností,
zejména podle druhu registrované veličiny, jejího frekvenčního spektra, požadované přesnosti,
trvání záznamu, stálosti záznamu a tím možnosti dlouhodobé archivace, možniosti
automatického vyhodnocování, se používá množství různých druhů registrací, lišících se
fysikálním procesem, jímž se informace o zapisovaném průběhu ukládá do registračního
materiálu (například fotografická registrace na film nebo citlivý papír, registrace rydlem do
voskového papíru, perem na papír apod.). Nejběžněji se používá registračního materiálu ve
formě dostatečně dlouhého pásu, na nějž se kromě registrované veličiny zaznamenává časový
údaj. Obvykle se v pravidelných intervalech zaznamenává na registrační pásek časová značka
(tečka, úsečka kolmá na směr pohybu pásku apod.); příslušný časový údaj (den, hodina,
minuta) bývá připsán ručně obsluhou nebo může být automaticky vytištěn nebo fotografován při
fotografickém způsobu registrace. Tyto způsoby vyznačení časového údaje postačují při
běžném zpracování záznamu. :
V celé řadě aplikací, zejména v geofysice při studiu přírodních jevů, v radiotechnice
při výzkumu šíření rádiových vln apod., je třeba zpracovávat velké množství záznamů,
získaných někdy během mnoha let. V současné době zůstává velké množství záznamů,
získaných například při výzkumných pracích ve výše uvedených oborech, vyhodnoceno
jen částečně pro velkou pracnost zpracování. Tento nedostatek by bylo možno odstranit
automatisací vyhodnocování záznamů, . - 2 avšak její praktická realisace je cbtížná
vzhledem k potížím při automatisaci odečítání časového údaje. -
. . . . . . .

5. 40
Informaci o okamžité hodnotě času lze při automatickém vyhodnocování pásku například
určit počítáním množství proběhlých časových značek, s vý
hodou pomocí fotočlánku a čítače, nebo prostě měřením délky proběhlého pásku,
počítáním otáček unášejícího ústrojí apod. Podmínkou však je, že počáteční stav ·
počitadla apod. byl spřávně nastaven podle jedné časové značky, označené příslušným
časovým údajem. Není-li záznam kontinuální po dlouhou dobu a představuje pouze sled
vzorků záznamů, je třeba při vyhodnocování po každém přerušení časové osy znovu
ručně nastavovat údaj. uvedeného počitadla podle časového údaje na registračním
pásku. Další nevýhodou tohoto způsobu poloautomatického odečítání je to, že případné
chyby (například vynechání jedné značky) se akumulují, takže i při dlouhém záznamu
bez přerušení je nutno
dostátečně často kontrolovat korespodenci mezi údaji, počitadla a časovými
údaji na pásku. . -
Podobné problémy se vyskytují při automatisaci současného vyhodnocování několika záznamů
na různých páscích, například při výpočtu vzájemných korelačních funkcí více registrovaných
jevů. . - - . Tyto nedostatky odstraňuje způsob záznamu časových průběhů podle vynálezu,
výhodný zejména pro fotografickoú registraci na film. Při tomto způsobu je každý libovolně malý
interval registrace opatřen prakticky jednoznačnou časovou informací, která může být
automatickým způsobem vyhodnocována. Způsobu může být s výhodou použito při konstrukci
registračních zařízení pro dlouhodobý záznam časově proměnných veličin.
Podstatou vynálezu je způsob registrace časových průběhů dějů, při kterém se časová
informace přivádí na kódovací zařízení, na jehož výstupech současně vznikají signály, které ve
svém souhrnu vyjadřují paralelní binární kód, přiřazený danému časovému okamžiku. Tyto
signály se pomocí registračního zařízení zaznamenávají na samostatných stopách nosiče
záznamu současně s průběhem uvažovaného děje.
Na obr. 1 je ukázán způsob registrace časových údajů na nosič záznamu.
Na obr. 2 je zobrazen záznam časových údajů na kinofilm, provedený podle vynálezu, na obr. 3
je uveden příklad záznamu s oddělenou identifikací dní, .
hodin a minut. -
Zařízení, jímž se provádí registrace podle vynálezu, zobrazené na obr. 1, sestává z
čàsoměrného ústrojí 1 (například křemenné hodiny, časová ústředna jednotného časového
systému apod.), z kódovacího zařízení 2 (binární čítač časových impulsů nebo
elektromechanické zařízení, v němž je časový kód odvozen z vačkového ústrojí, jež je
rovnoměrně poháněno synchronním motorem, napájeným normálním kmitočtem apod.) s n
paralelními výstupy , registračního zařízení 4 s příslušným nosičem záznamu .
Časoměrné ústrojí (hodiny) , 1 ovládá, například pomocí pravidelných impulsů, kódovací
zařízení 2, na jehož n výstupech vzniká kombinace signálů, jež vyjadřuje v binárním kódu daný
časový okamžik s přesností základního časového intervalu. Registrační zařízení 4 tento kód

6. zaznamenává přerušovanými stopami na nosič záznamu (s výhodou kinofilm nebo magnetický
pásek) spolu s uvažovaným dějem S.
Na obr. 2 vidíme záznam registrovaného děje na kinofilm, provedený v tomto
případě jako černá plocha, omezená z jedné strany časovou osou, z druhé strany
křivkou, odpovídající registrovanému průběhu. Při automatickém vyhodnocování lze
takový záznam snadno přeměnit fotoelektrickým způsobem v
elektrický proud nebo napětí. -
Na horní strahě filmu je vyznačena časová informace ve tvaru binárního paralelního
kódu. Časová osat je rozdělena na stejné úseky o trvání At. Každý
úsek, označený na obr1 příslušným pořadovým číslem, je na kinofilmu ozna
čen kombinací černých a průsvitných značek, vyjadřujících příslušný, binární, ekvivalent
uvedeného pořadového čísla. První řádka shora, odpovídá řádu ,
druhá - řádu 24 atd;

8. 100
110
120
130
| · 3 . . . . . .100554
Přesný časový údaj, příslušející danému místu záznamu, je pak dán jednak
binárním číslem, identifikujícím základní časový interval, v němž hledaný ckamžik je,
jednak polohou uvedeného místa uvnitř intervalu, to znamená například vzdáleností od
nejbližšího levého rozhraní mezi černým a průhledným symbolem v prvním řádku s
nejjemnějším dělením apod. Například na obr. 1 je čas příslušející pořadnici yı 7 minut
30 vteřin při základním intervalu – At 1 minuta. · p. a
Podobný záznam může být při registraci získán například fotografováním doutnavek,
indikujících stav binárního čítatče, jenž je buzen například každou minutu impulsem z časové
ústředny. Počet řádek, potřebných pro jednoznačnou identifikaci každého základního intervalu v
záznamu je závislý na zvolené délce At tohoto intervalu a maximální délce záznamu. Při 20
řádcích můžeme například rozlišit 229 hodnot, což znamená, že pro zvolený interval At rovný 1
vteřině můžeme vyhodnocovat záznam trvající nejdéle 2, tj, asi 10o vteřin, tj. asi 11,5 dne, aniž
může dojít k víceznačnosti údaje.
Při tomto způsobu, je-li počet řádků náležitě zvětšen, lze označit časový okamžik na
dlouhodobých záznamech jednoznačně v průběhu jednoho nebo i více let.
Při studiu některých geofysikálních pozorování a výzkumu šíření rádiových vln mohou mít
zkoumané průběhy quasiperiodické složky, z nichž nejvýznamnější bývají denní variace. Mimo
to při jejich studiu je často zapotřebí vyhodnocovat signál v kratších intervalech, zpravidla
hodinách nebo jejich zlomcích. Při :::: požadavcích není vhodné identifikovat časové okamžiky
průběžně jedinou číselnou soustavou a je výhodnější zvláště identifikovat například minuty,
hodiny, dny apod. Podobný systém je ukázán na obr. 2. Horních 6 řádků identifikuje minuty m (z
2, tj. 64 hodnot je užíváno pouze 60 hodnot, dalších 5 řádků identifikuje hodinu (z 2, tj. 32
hodnot jsou využity 24 hodnoty; dalších 9 řádků pro identifikaci dne d postačí pro průběžné
očíslování 29, tj. 512 dnů. Čas ti je 00m 00s, čas ta je 07 m 30s; celý úsek záznamu přísluší dni
. 132.
Uveďme příklad využití způsobu podle vynálezu pro výzkum šíření rádiových vln.
Předpokládejme, že je třeba zapisovat signál, jehož úniky nejsou kratší než 10 vteřin. Pro
dostatečně přesný záznam postačí, aby nepřesnost záznamu ve směru časové osy, způsobená
neostrostí optiky a zrnem materiálu, odpovídala časovému intervalu 10krát menšímu, tj. jedné
vteřině. Nechť tato neostrost hranice mezi černou a průsvitnou plochou na záznamu je 30
mikro, měřeno na filmu; pak postačí, aby se film pohyboval s rychlostí 30 mikronů za vteřinu, tj.
asi 2,6 m za den. Příslušná roční spotřeba je asi 1000 metrů filmu při průběžném měření. Roční
měření lze takto zapsat například na 4 kách po 250 m, které lze popřípadě před automatickým
vyhodnocováním slepit.
. Je-li na filmu použito kódu podle obrázku 2, s 9místným označením dne, lze ·

9. na celoročním záznamu pro libovolné místo určit jednoznačně příslušný časový okamžik, aniž
byly na filmu prováděny jakékoliv poznámky, například podle údajů deníku pozorování. Tím je
úplně vyloučena možnost posunutí časového
údaje, které by mohlo zcela znehodnotit celý záznam. Tato výhoda je tím větší
v případě, kdy záznam, není kontinuální, například u registračního zařízení, které je obsluhou
nebo automaticky uváděno v činnost jen po vzniku jevu, který má být studován. Celý záznam
pak sestává z jednotlivých úseků, jejichž časové osy na sebe nenavazují, takže při používání
obvyklých neoznačených časových
značek nelze extrapólovat časový údaj z jednoho úseku na další.
Jeli ze záznamu, získaného při způsobu registrace podle vynálezu pořízena kopie (positiv)
nebo zvětšenina určitého krátkého úseku, například pro grafic
kou analysu, demonstraci nebo publikaci, je rovněž výhodné, že i na tomto
krátkém úseku je čas jednoznačně zaznamenán, což zabraňuje omylům. .
Vyhodnocování časového údaje lze například provést řadou fototranzistorů, přičemž na
každý z nich je promítána při pohybu filmu jedna řádka časového

11. 150
160
170
4 100554
údaje. Výstupního napětí těchto tranzistorů lze použít pro další operace, obvyklé v technice
počítacích strojů. Je například mòžné transformovat nepřehledná binární čísla na čísla
dekadická, vyjadřující čas pořadovým číslem dne, hodinou a minutou, kterýžto údaj může být
popřípadě tištěn tiskácím zařízením nebo perforován do děrných štítků. Podle známých principů
lze sestrojit na. příklad automat pro vyhodnocování funkce vzájemné korelace mezi dvěma
průběhy, zaznamenanými na dvou filmech, jež mají společný systém indikace časového údaje.
Oba filmy probíhají synchronně s žádaným časovým zpožděním, které je vyjádřeno jako číselný
rozdíl mezi časovými údaji snímanými z prvního a druhého filmu. Tento rozdíl se neustále
kontroluje a systémem automatické regulace reguluje rychlost posuvu jednoho filmu a event.
zastaví pohyb stroje, objevíli se náhlá změna tohoto rozdílu, způsobená nekontinuálností
jednoho ze záznamů. .
Je samozřejmé, že podle povahy použitých počítacích jednotek (dekódérů,
a , například symetrického.
Způsob podle vynálezu může být s výhodou kombinován s vyznačením časových okamžiků
pomocí neoznačených časových značek. Například lze binárním kódem označit jednoznačně
hodinu a den (tj. základní interval At je roven 1 hodině) a počátky jednotlivých minut označit
stejnými neoznačenými značkami, sloužícími pro přesnější interpolaci časového okamžiku
uvnitř dané hodiny. Předpokladem ovšem je, že každý vzorek záznamu trvá alespoň dobu At,
sumátorů apod.) lze použít i jiného binárního kódu, než je zobrazèn na obr. 2
tj. 1 hodinu, aby bylo možno na záznamu určit počátek tohoto intervalu (celou
hodinu, bez něhož nelze uvedenou interpolaci s přesností na minuty a její zlomky provést. -
Jemnějšího dělení musí být například použito při studiu odrazu rádiových vln od stop
meteorů, kdy je aparatura pro úsporu filmu spouštěna v okamžiku objevení meteoru na dobu
několika vteřin. Pak je vhodné zvolit základní interval At rovný 1 vteřině a tento rozdělit
neidentifikovanými časovými značkami například na 100 dílčích intervalů po 10 msek. -
Je-li děj nebo několik vzájemně souvislých dějů studováno na navzájem vzdálených
místech a jeli třeba pro společné vyhodnocení záznamů dosáhnout
-co nejlepší shody časových údajů na nich, lze s výhodou odvozovat při registraci
časovou informaci ze sekundárního časového normálu (křemenných hodin, synchronisovaného
pomocí distribuční sítě normálních signálů s primárním časovým standardem (národním,
kontinentálním nebo v budoucnu světovým. Tím lze podle dnešního stavu techniky tohoto oboru
dosáhnout souhlasu mezi jednotlivými záznamy s přesností zlomků milisekund.
Před më t p at e n t u

12. Způsob registrace časových průběhů dějů, vyznačující se tím, že časová informace se
přivádí z časoměrného zařízení (1) na kódovací zařízení (2), z je
hož výstupů se signály, které ve svém souhrnu vyjadřují paralelní binární kód .
přiřazený danému časovému okamžiku, vedou na registrační zařízení, zaznamenávající signál
na každém z uvedených výstupů kódovacího zařízení (2) na samostatnou stopu z nosiče
záznamu současně s průběhem uvažovaného děje.

14. • - - - - - -

16. Obr.

18. Příloha k patentnímu spisu č. 100554